Question

3. Dziecko zaczepiło kulkę o masie 0,3kg do nici o dł0,5mi trzymając drugi koniec niciw ręku wprowadziło kulkę w ruch po okręguo promieniu 0,5m w płaszczyźnie pionowej w najwyższym punkcie toru kulka porusza się z szybkością chwilową3m/s

a)Jak wyrażą się i jak jest skierowana siła wypadkowadziałająca na ciało poruszające się ruchem jednostajnym po okręgu? Przyjmując, że w najwyższym punkcie toru kulka porusza się ruchem jednostajnym po okręgu, oblicz wartość siły wypadkowej.

b)Pomijając sile oporu powietrza nazwij siły działające na kulę w najwyższym punkcie toru

c)Wyraź wartość siły wypadkowej w najwyższym punkcie torupoprzez wartości sił ciężkości i sprężystości (napięcia nici) oraz oblicz wartość siły sprężystości (napięcia nici). Przyjmij że siła ciężkości ma wartość 3N i siła wypadkowa ma wartość 5,4N

d)Z jaką maksymalną szybkością mogłaby się poruszać kulka w najwyższym punkcie toru, abynitka się nie zerwała, jeżeli siłą sprężystości (napięcie nici) nie może przekroczyć wartości12N

Answer 1

a) Siła wypadkowa skierowana jest pionowo w dół:

gdzie m to oczywiście masa kulki, V jej prędkość, zaś l - długość nici. Wykorzystałem tu wzór na siłę dośredkową w ruchu po okręgu:

b) na kulkę działa siła ciężkości (pionowo w dół) i siła naciągu nici (również w dół)

c)

d) W najwyższym punkcie toru:

 

pozdrawiam